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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend ein Filtergehäuse
und ein Filterelement, welches in einer Öffnung des Filtergehäuses
positioniert ist, wobei das Filterelement einen Faltenbalg aus einem
Filtermedium aufweist, welcher mit einem Deckel zum Verschließen
der Öffnung des Filtergehäuses verbunden ist.
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Stand der Technik
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Filterelemente
der genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt
und werden in Filtergehäuse eingesetzt. Dabei verschließt
der Deckel des Filterelements eine Öffnung des Filtergehäuses,
welche den Faltenbalg aufnimmt. Filtergehäuse dieser Art
finden in Klima- bzw. Luftführungssystemen Anwendung, in
welche das Filterelement eingeschoben wird.
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Bei
den aus dem Stand der Technik bekannten Filterelementen wird zwischen
dem Deckel des Filterelements und der Wandung des Filtergehäuses eine
komprimierbare Dichtungslage eingelegt. Diese wird beim Festlegen
des Deckels im Filtergehäuse komprimiert.
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Die
bekannten Filterelemente sind aufwendig in der Fertigung und daher
relativ teuer.
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Des
Weiteren zeigen sie den Nachteil, dass stets eine Dichtung angefertigt
werden muss, die zwischen Deckel und Wandung des Filtergehäuses
passend einfügbar ist. Hiermit ist ein erheblicher Arbeitsaufwand
verbunden.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs
genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass diese bei
teilearmem Aufbau eine hohe Funktionstauglichkeit zeigt.
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Erfindungsgemäß wird
die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Danach ist die eingangs genannte Anordnung dadurch
gekennzeichnet, dass der Deckel mittels federnder Verbindungselemente
dichtend unmittelbar an einer Wandung des Filtergehäuses
anliegt.
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Erfindungsgemäß ist
erkannt worden, dass federnde Verbindungselemente erlauben, den
Deckel gegen die Wandung des Filtergehäuses dichtend zu
pressen. Insbesondere ist erkannt worden, dass bei ausreichender
Anpresskraft des Deckels an die Wandung des Filtergehäuses
eine dichtende Anlage ohne komprimierbare Dichtung möglich
ist. Hierdurch ist ein teilearmer Aufbau der Anordnung bei hoher
Funktionstauglichkeit gewährleistet. Folglich ist die eingangs
genannte Aufgabe gelöst.
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Vor
diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Verbindungselemente am
Deckel angeordnet sind. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann
der Deckel spritzgusstechnisch einstückig hergestellt werden.
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Denkbar
ist jedoch auch, die Verbindungselemente der Wandung des Filtergehäuses
zuzuordnen, so dass der Deckel ergriffen und gegen die Wandung des
Filtergehäuses gepresst werden kann.
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Die
Verbindungselemente könnten als Rastzungen mit Anlageflächen
ausgebildet sein, wobei der Abstand der Anlageflächen von
einer Deckelebene geringer ist als, die Dicke einer zu hintergreifenden
Anlageebene bzw. der Wandung. Durch diese konkrete Ausgestaltung
können die Rastzungen bedingt durch die Dicke der Anlageebene
bzw. der Wandung deformiert werden. Durch die Deformierung der zumindest
teilweise elastischen Rastzungen wird der Deckel gegen die Anlageebene
bzw. die Wandung des Filtergehäuses gepresst. Hierdurch
ist eine dichte Anlage des Deckels am Filtergehäuse realisierbar.
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Der
Deckel könnte eine Labyrinthdichtung aufweisen. Durch diese
konkrete Ausgestaltung ist ein Deckel spritzgusstechnisch herstellbar,
der sowohl federnde Verbindungselemente als auch eine Dichtung aufweist
und dennoch einstückig ausgebildet ist.
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Der
Faltenbalg könnte zumindest teilweise von einem Rahmen
umgeben sein. Hierdurch ist eine Stabilisierung des Faltenbalgs
gewährleistet. Vor diesem Hintergrund ist konkret denkbar,
dass die Faltenenden, welche dem Rahmen zugewandt sind, vom Rahmen
umspritzt sind. Der Rahmen könnte vor diesem Hintergrund
spritzgusstechnisch hergestellt sein. Denkbar ist auch, den Deckel
und den Rahmen spritzgusstechnisch herzustellen und miteinander durch
eine Spritzgusstechnik zu verbinden.
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Der
Rahmen könnte Dichtungsmittel aufweisen. Durch diese konkrete
Ausgestaltung kann der Rahmen an der Innenwandung des Filtergehäuses dichtend
anliegen. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass dem Rahmen Schaumstoffstreifen
zugeordnet sind, die eine dichte und relativ feste Anlage an der
Innenwandung des Filtergehäuses erlauben.
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Der
Rahmen könnte als Dichtungsmittel eine angespritzte Dichtlippe
aufweisen. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass der Rahmen als Zwei-Komponenten-Teil
durch einen Zwei-Komponenten-Spritzgießvorgang herstellbar
ist. Dabei ist konkret denkbar, dass der Rahmen selbst aus Polypropylen
und die Dichtlippe aus thermoplastischem Elastomer hergestellt ist.
Eine Dichtlippe dieser Art kann V-förmig vom Rahmen abragen.
Durch diese konkrete Ausgestaltung ist ein Anpressen der Dichtlippe
an die Innenwandung des Filtergehäuses möglich.
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Das
Filtermedium könnte mindestens eine Lage mit Fasern aufweisen,
deren Durchmesser höchstens 10 μm betragen. Ein
solches Filtermedium erlaubt, mindestens 90% einer Menge von Feinstaubpartikeln
abzuscheiden, deren Durchmesser zwischen 0,3 und 0,5 μm
liegen. Des Weiteren ist das Filtermedium gemäß DIN
71460 Teil 1 geeignet, mindestens 92% einer Menge von Feinstaubpartikeln abzuscheiden,
deren Durchmesser zwischen 0,5 und 1 μm liegen. Weiter
ist das Filtermedium gemäß DIN 71460 Teil
1 geeignet, mindestens 97% einer Menge von Feinstaubpartikeln
abzuscheiden, deren Durchmesser zwischen 1 und 5 μm liegen.
Schließlich ist das Filtermedium gemäß DIN
71460 Teil 1 geeignet, mindestens 99% einer Menge von Feinstaubpartikeln abzuscheiden,
deren Durchmesser mindestens 5 μm betragen. Ein Filtermedium
mit den zuvor genannten Abscheidegraden ist im hohen Maße
als Feinstaubfilter geeignet.
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Mindestens
eine Lage könnte Polycarbonat-Fasern aufweisen. Polycarbonat
ist besonders temperaturstabil.
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Diese
Lage könnte ein Flächengewicht von 2–30
g/m2 zeigen und aus Polyolefin-, PES (Polyester) – oder
Polycarbonat-Fasern bestehen, die Durchmesser von 1–10 μm
aufweisen. Ein Filtermedium mit einer solchen Lage zeigt ein besonders
geringes Gewicht und hervorragendes Abscheidevermögen für
Feinstpartikel.
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Mindestens
eine Lage könnte aus Polypropylen-Meltblown-Fasern bestehen.
Das Melt-Blown-Verfahren erlaubt eine problemlose Einstellung der
Lagenstärke und Lagenporosität.
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Mindestens
eine weitere Lage könnte Polyester-Fasern, Polyolefin-Fasern
oder eine Mischung aus Polyester-Fasern und Polyolefin-Fasern aufweisen.
Polyolefine, insbesondere Polypropylen, eignen sich besonders gut
zur Durchführung eines Melt-Blown-Verfahrens. Polyester-Fasern
sind mechanisch besonders stabil.
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Das
Filtermedium könnte aus einem mehrlagigen partikelfilternden
Bereich aufgebaut sein. Hierdurch können in unterschiedlichen
Lagen unterschiedlich große Partikel selektiv abgeschieden
werden. Der mehrlagige partikelfilternde Bereich könnte 2-
oder 3-lagig aufgebaut sein. Dabei könnte eine Lage als
Vorfilter aus einem Polyolefin oder PES mit oder ohne elektrostatischer
Aufladung ausgestaltet sein. Dieser könnte ein Flächengewicht
von 40–120 g/m2 zeigen und Fasern
mit Durchmessern von 20–50 μm aufweisen. Eine
weitere Lage könnte aus Polyolefin- oder Polycarbonat-Mikrofasern
mit elektrostatischer Aufladung bestehen. Diese Lage könnte ein
Flächengewicht von 1–30 g/m2 und
Fasern mit Durchmessern von 1–10 μm aufweisen.
Eine optionale dritte Lage könnte als Polyolefin- oder
PES-Abdecklage mit oder ohne elektrostatische Aufladung ausgestaltet
sein. Diese optionale Lage könnte ein Flächengewicht
von 10–50 g/m2 und Fasern mit Durchmessern
von 20–50 μm aufweisen. Ein solches Filtermedium
kann bei hinreichender Stabilität Feinstpartikel abscheiden.
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Eine
Lage aus Polypropylen-Fasern oder Polycarbonat-Fasern könnte
sandwichartig von Lagen aus Polyester-Fasern und/oder Polyolefin-Fasern
eingeschlossen sein. Hierdurch kann eine relativ dünne
und feinporöse Schicht zur Abscheidung von Feinstpartikeln
stabilisiert werden. Besonders bevorzugt könnte eine erste
Lage aus Polypropylen-Fasern oder Polyester-Fasern mit Durchmessern von
30–50 μm aufgebaut sein und ein Flächengewicht
von 70 g/m2 aufweisen. An diese Lage könnte sich
eine zweite Lage aus Polypropylen-Meltblown-Fasern anschließen,
die ein Flächengewicht von 2 bis 8 g/m2 aufweist.
Der Durchmesser der Polypropylen-Meltblown-Fasern ist kleiner als
10 μm, besonders bevorzugt kleiner als 5 μm. Eine
dritte Lage, die als Abdecklage fungiert, könnte aus Polypropylen-Fasern
oder Polyester-Fasern aufgebaut sein. Diese Lage könnte
ein Flächengewicht von 10–50 g/m2 aufweisen
und Fasern mit einem Durchmesser von 30–50 μm
aufweisen. Dieser partikelfilternde Bereich ist besonders geeignet,
um Ruß abzuscheiden. Des Weiteren erlaubt das Melt-Blown-Verfahren
eine kostengünstige Fertigung und problemlose Einstellung
der Lagenstärke.
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Das
Filtermedium könnte in Kombination zu mindestens einem
partikelfilternden Bereich einen geruchsadsorbierenden Bereich aufweisen.
Hierdurch kann das Filterelement als Kombifilter fungieren und einerseits
Partikel und andererseits unangenehme Gerüche adsorbieren.
Hierdurch kann der Kraftfahrzeuginnenraum von unangenehmen Gerüchen
befreit werden.
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Vor
diesem Hintergrund könnte der geruchsadsorbierende Bereich
des Filtermediums Aktivkohlepartikel oder Flächengebilde
aufweisen, die Aktivkohle aufweisen. Die Verwendung von Aktivkohle
erlaubt effizient die Filterung unangenehmer Gerüche. Der
geruchsadsorbierende Bereich könnte körnige Aktivkohle
mit einer Feinheit von 20 × 150 mesh, kugelförmige
Aktivkohle oder Flächengebilde aufweisen, die aus Aktivkohlefasern
bestehen.
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Die
Aktivkohle könnte durch eine Trägerlage aus Polyester
mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 aufgenommen
sein. Hierdurch ist die Aktivkohle einem bestehenden Lagenverbund
separat zuordenbar, ohne dass Aktivkohle unerwünscht in
den partikelfilternden Bereich eindringt.
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Das
Filtermedium könnte Elektretfasern aufweisen. Die Verwendung
von Elektretfasern erlaubt eine Steigerung der Filtereffizienz des
Filtermediums, da durch elektrostatische Aufladung Schwebeteilchen
aus der Luft auch dann am Filtermedium angelagert werden, wenn andere
Abscheidemechanismen wie z. B. Trägheitskräfte
oder auch die Abscheidung durch Diffusion der Partikel an die Fasern
des Filtermediums weniger effektiv sind.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden
Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden.
Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits
auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Anordnung anhand der Zeichnung
zu verweisen.
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In
Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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In
der Zeichnung zeigt die einzige
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Fig.
eine Anordnung mit einem Filterelement, welches einen Deckel mit
Verbindungselementen aufweist, die als Rastzungen ausgebildet sind.
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Ausführung der Erfindung
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Die
einzige Fig. zeigt eine Anordnung mit einem Filtergehäuse 1 und
einem Filterelement 2, welches in einer Öffnung 3 des
Filtergehäuses 1 positioniert werden kann. Das
Filterelement 2 umfasst einen Faltenbalg 4 aus
einem Filtermedium 5, welcher mit einem Deckel 6 zum
Verschließen der Öffnung 3 des Filtergehäuses 1 verbunden
ist. Der Deckel 6 ist mittels federnder Verbindungselemente 7 dichtend
an einer Wandung 8 des Filtergehäuses 1 angelegt.
Dabei sind die Verbindungselemente 7 am Deckel 6 angeordnet.
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Die
Verbindungselemente 7 sind als Rastzungen mit Anlageflächen 9 ausgebildet,
wobei der Abstand X der Anlageflächen 9 von einer
Deckelebene 10 geringer ist als die Dicke Y einer zu hintergreifenden
Anlageebene 11.
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Der
Deckel 6 weist eine Labyrinthdichtung auf, die in der Fig.
nicht gezeigt ist.
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Das
Filterelement 2 weist einen Faltenbalg 4 auf,
der zumindest teilweise von einem Rahmen 12 umgeben ist.
Der Rahmen 12 weist Dichtungsmittel 13 auf, die
als angespritzte Dichtlippe ausgestaltet sind. Die angespritzte
Dichtlippe ragt V-förmig vom Rahmen 12 ab.
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Das
Filtermedium 5 weist mindestens eine Lage mit Fasern auf,
deren Durchmesser höchstens 10 μm betragen. Das
Filtermedium 5 weist mehrere Lagen auf, die einen partikelfilternden
Bereich ausbilden. Das Filtermedium 5 weist in Kombination
zu mindestens einem partikelfilternden Bereich einen geruchsadsorbierenden
Bereich auf. Das Filtermedium 5 weist Aktivkohlepartikel
auf. Des Weiteren weist das Filtermedium 5 Elektretfasern
auf. Hierdurch ist das Filterelement 2 als Feinstaubfilterelement
zur Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre
wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits
auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
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Abschließend
sei ganz besonders hervorgehoben, dass das zuvor ausgewählte
Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der
erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch nicht
auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN 71460
Teil 1 [0016]
- - DIN 71460 Teil 1 [0016]
- - DIN 71460 Teil 1 [0016]